Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-16T17:19:10Z No. of bitstreams: 1 2017_MariaDulcineaXavierNunes.pdf: 6032926 bytes, checksum: 7b7aefb4afa96c02da88119ba961c835 (MD5) / Rejected by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br), reason: Boa noite, A expressão "Distrito Federal" deve ser corrigida tanto no campo título quanto na referência. O ano de publicação deve ser corrigido na referência e nas informações adicionais. Atenciosamente, on 2017-05-17T21:28:05Z (GMT) / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-17T21:49:00Z No. of bitstreams: 1 2017_MariaDulcineaXavierNunes.pdf: 6032926 bytes, checksum: 7b7aefb4afa96c02da88119ba961c835 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-26T20:35:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_MariaDulcineaXavierNunes.pdf: 6032926 bytes, checksum: 7b7aefb4afa96c02da88119ba961c835 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T20:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_MariaDulcineaXavierNunes.pdf: 6032926 bytes, checksum: 7b7aefb4afa96c02da88119ba961c835 (MD5) Previous issue date: 2017-05-26 / O presente projeto de pesquisa aplicada tem os seguintes objetivos 1) avaliar a capacidade máxima de infiltração em sistemas de recarga artificial de aquíferos em áreas urbanas, 2) quantificar os volumes médios passíveis de recarga em áreas de condomínios horizontais do Distrito Federal, 3) estimar o tempo necessário para diluição de cargas contaminantes e 4) verificar a extensão das plumas de contaminação na região do Setor Habitacional Jardim Botânico. A metodologia consistiu no diagnóstico da área e seu entorno imediato, ensaios hidráulicos com injeção de água em caixas de infiltração, análise in situ da qualidade das águas coletadas em poços e nascentes. Dois sistemas de recarga artificial foram construídos: sistema de Recarga Piloto I (no Condomínio San Diego) e Sistema de Recarga Piloto II (Condomínio Privê Lago Norte), ambos visando à recarga de aquíferos fraturados, respectivamente, Subsistema R3/Q3 e Subsistema A. Os resultados obtidos mostram que: 1) Os sistemas de recarga artificial propostos apresentam alta efetividade para induzir a infiltração de águas de chuvas coletadas nas coberturas de edificações em condomínios horizontais; 2) Os volumes potenciais de infiltração, considerando diferentes cenários, são relevantes e podem auxiliar na remediação in situ de aquíferos contaminados em prazos variáveis entre 5 e 15 anos dependendo do grau de adesão da população e do meio físico local; 3) A eficiência da recarga artificial pode ser definida pela capacidade máxima de infiltração nos diferentes sistemas de recarga e varia conforme os diferentes controles do meio físico local, 4) A região do Condomínio San Diego já tem aquíferos contaminados pela infiltração dos efluentes, constatação feita pelo monitoramento da qualidade das águas dos poços de abastecimento e pela presença de nitrato e amônia nas águas das nascentes que são exutórios destes aquíferos. As recomendações para continuidade da pesquisa incluem: 1) instalação de um número maior de sistemas de recarga piloto, nas proximidades de outros poços tubulares com contaminação comprovada, para se ter maior controle da dispersão e migração das águas infiltradas; 2) desenvolvimento de estudo geofísico previamente à instalação das caixas de recarga, de forma a se ter maior controle da escolha dos pontos para injeção de água de precipitação; 3) realização de estudos de isótopos estáveis para melhor controle dos tempos de chegada das águas de recarga artificial; 4) operação de sistemas de recarga artificial alimentado por águas de precipitação e realização do monitoramento por pelo menos dois anos hidrológicos consecutivos; 5) após o início de implantação da recarga artificial de forma mais ampla as nascentes da borda da chapada deverão ser o principal alvo de monitoramento para verificação da efetividade da ação. / This applied research project aims to 1) evaluate the maximum capacity of infiltration in artificial recharge of aquifers systems in urban areas, 2) quantify the average volumes likely to recharge in areas of condominiums of Federal District, Brazil, 3) estimate the time needed to dilution of nitrate contaminant plumes and 4) check the extent of the contamination plumes in the housing areas. The methodology consisted in the investigation of the area and its immediate surroundings, hydraulic test with water injection in infiltration digs and in situ analysis of water quality collected in wells and springs. Two artificial recharge systems were installed: Pilot Recharge System I (San Diego Condominium) and Pilot Recharge System II (Privê North Lake Condominium), both for fractured aquifers recharge, respectively, R3/Q3 Subsystem and A Subsystem (Paranoá Aquifer System). The main results show that: 1) the proposed artificial recharge systems feature high effectiveness to induce infiltration of rainwater collected on roofs of buildings into the soil and deep aquifers; 2) potential infiltration volumes, considering different scenarios are relevant and can assist in-situ remediation of contaminated aquifers in periods between 5 and 15 years depending on the degree of population compliance and the local environment (soil, declivity and geology); 3) the efficiency of artificial recharge can be defined by the maximum capacity of infiltration in different recharge systems and varies according to the different local controls, 4) the aquifers of San Diego Condominium is already contaminated by leakage of wastewater, and it was established by monitoring water quality of supply wells and the presence of nitrate and ammonia in springs waters that are discharge of these aquifers. Recommendations for ongoing research include: 1) installing of a larger number of pilot recharge systems in the vicinity of proven contaminated wells, to have greater control of dispersion and migration of the infiltrated water; 2) development of geophysical study prior to recharge digs construction, in order to have greater control of the points for injection of precipitation water; 3) studies of stable isotopes to better control the arrival times of the artificial recharge waters; 4) operation of artificial recharge systems powered by water from precipitation and realization of monitoring for at least two hydrological years; 5) after the start of the of artificial recharge more generally the springs from the plateau border should be the main target to verification of the effectiveness of the purposed artificial recharge systems.

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de determinar a recarga profunda na bacia do Ribeirão da Onça utilizando modelo de balanço hídrico em zona saturada do solo. A bacia está localizada na região de afloramento do Sistema Aqüífero Guarani (SAG) no Estado de São Paulo sendo recoberta, em sua maior parte, por solo do tipo sedimento cenozóico e apresentando afloramento de basalto em pequena região próxima a seu exutório. O modelo do balanço hídrico envolveu a determinação dos valores de recarga direta, variação do armazenamento do aqüífero freático e escoamento básico. Para a obtenção destes valores foi monitorada a precipitação diária na bacia, a vazão na seção de controle do ribeirão e nível d\'água nos poços de monitoramento instalados na bacia, estes dois últimos com freqüência quinzenal. A recarga direta foi determinada pelo método da variação da superfície livre - Water Table Fluctuation (WTF). O escoamento básico foi calculado por meio de separação de hidrograma, o qual foi gerado por modelo chuva-vazão apoiado em medidas quinzenais da vazão na seção de controle. Amostras indeformadas de solo foram coletadas nas profundidades correspondentes à zona de variação do nível do aqüífero freático para a determinação do rendimento específico do solo. O rendimento específico médio para o solo da bacia, determinado por método de tensão de água no solo utilizando funil de placa porosa (Funil de Haines), foi de 12,2%. Este valor compatível com dados da literatura para o tipo de solo. Foram executados balanços hidrológicos em zona saturada no período de fevereiro de 2004 a janeiro de 2007, separados um dos 3 anos hidrológicos. A recarga direta variou de 14% a 38% e a recarga profunda variou de 0,4 % a 2,4% das respectivas precipitações no período. Os baixos valores de recarga profunda encontrados no trabalho revelam a necessidade da continuidade de estudos das estimativas de disponibilidade hídrica sustentável do Sistema Aqüífero Guarani. / Main objective of this work was the determination of the deep recharge in the Ribeirão da Onça basin through water balance in the soil saturated zone. This basin is located in the outcrop zone of the Guarani Aquifer System (GAS) in the São Paulo State - Brazil and is covered by cenozoic sedimentary soil. The water balance model involved the determination of the direct recharge, groundwater storage variation and base flow. To obtain these values, the daily precipitation in the basin, the stream flow in the outflow section of the creek and the aquifer level fluctuation in wells installed in the basin was monitored. The direct recharge was determined by the water table fluctuation method (WTF). The base flow was calculated by hydrograph separation method generated by rain-flow model supported by biweekly stream flow measurements. Undisturbed soil samples were collected with the objective of determining the effective porosity (specific yield). The effective porosity is 12.2%, compatible with values found in the literature. Water balances were executed for each one of the 3 hydrological years (February/2004 to January/2007). The direct recharge varied between 14% while 38% and the deep recharge varied between 0.4% and 2.4% of the respective precipitations in the period. The low values of deep recharge reveal the need for the continuity of the water resources studies in the Guarani Aquifer System.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-10-18T13:08:46Z No. of bitstreams: 1 Tafnes da Silva Andrade.pdf: 1998504 bytes, checksum: 836c41e92b9859b73b5759933ff5ff25 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-18T13:08:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tafnes da Silva Andrade.pdf: 1998504 bytes, checksum: 836c41e92b9859b73b5759933ff5ff25 (MD5) Previous issue date: 2010-03-11 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The rivers alluvial valleys, formed by deposition of sediments and eroded materials are predominantly sandy, and usually form good aquifers. In areas where irrigated agriculture is practiced, the recovery of the water alluvial reserves, may occur due to precipitation and / or irrigation. The recharge can be estimated from information of the variation of water depth as piezometers, or whenever there is positive changes in groundwater level is an episode of recharge can be quantified. This paper aims to present the results of monitoring of changes in groundwater levels and estimate the alluvial valley recharge factor by the temporary streams Mimoso, Jatoba and Ipaneminha, from January 2002 to September 2009 in the Pernambuco semiarid. We used monthly data of the piezometric levels monitoring, from January 2002 to October 2009, retrieved from the database of the Water and Soil Laboratory of UFRPE that performs this monitoring since September 2001. From the monitoring of piezometric levels, can be seen that the system responds to significant precipitation events, only the monthly precipitation above 100mm promote recharge and there is no significant difference between charges that occurred in a loam soil and sandy-loam. / Os vales aluviais dos rios, formados pela deposição de sedimentos fluviais e materiais erodidos, são predominantemente arenosos, e se constituem, normalmente, em bons aqüíferos. Em áreas onde se pratica agricultura irrigada, a recuperação das reservas hídricas do aluvião, pode ocorrer devido à precipitação e/ou irrigação. A recarga pode ser avaliada a partir de informação da variação da profundidade da água medida em piezômetros, ou seja, sempre que há variações positivas no nível freático ocorre um episódio de recarga possível de quantificar. Este trabalho tem como objetivos apresentar os resultados do monitoramento da variação dos níveis freáticos e estimar o fator de recarga do vale aluvial pelos riachos temporários Mimoso, Jatobá e Ipaneminha, no período de janeiro de 2002 a setembro de 2009, em região semi-árida de Pernambuco. Foram utilizados dados mensais, do monitoramento dos níveis piezométricos, do período de Janeiro de 2002 e outubro de 2009, obtidos a partir do banco de dados do Laboratório de Água e Solo da UFRPE, que realiza esse acompanhamento desde setembro 2001. A partir do monitoramento dos níveis piezométricos, pode-se verificar que o sistema responde significativamente a eventos de precipitação, que apenas as precipitações mensais acima de 100mm promovem recarga e que não existe diferença significativa entre as recargas ocorridas em solos de textura franco e franco-arenosa.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar os aspectos quantitativos da água subterrânea (recarga, parâmetros hidráulicos e variáveis envolvidas para essa quantificação) no aqüífero freático de uma área intensamente urbanizada. Duas sub-bacias contíguas do rio Monjolinho (bacia do córrego do Gregório e bacia do córrego do Tijuco Preto), localizadas na região central do município de São Carlos - SP, foram escolhidas como área de estudo. As bacias cobrem um área de 22,8 Km2 e apresentam índice de impermeabilização total estimado de 72,5%. Para este estudo foi instalada uma rede de monitoramento permanente, composta por 20 piezômetros. Os dados de nível freático foram coletados com freqüência semanal no período de 1 ano hidrológico (fevereiro de 2004 a janeiro de 2005). Os métodos utilizados para a estimativa da recarga foram: Water Table Fluctuation (WTF) e aproximação Darcyana com base na variação do nível freático, e o balanço hídrico, utilizando dados de três estações hidrometeorológicas localizadas no interior dos limites das bacias. Os valores de condutividade hidráulica de cada piezômetro, utilizados na aproximação Darcyana, foram determinados com a técnica slug test, variando de 2,6.10-7 a 6,0.10-5 m/s. Os valores de rendimento específico, utilizados no método WTF, foram estimados pela equação empírica de Biecinski, com variação de 0,07 a 0,15. A recarga efetiva estimada pelo método WTF representou 16,4% da precipitação (1596,5 mm) ocorrida durante o ano hidrológico, enquanto que a recarga efetiva estimada pela aproximação Darcyana representou 16,3% da precipitação. No método do balanço hídrico foi obtida uma recarga potencial de 277,0 mm, equivalente a 17,4% do total de chuvas do ano hidrológico considerado. Os resultados apresentados fornecem subsídios para uso racional dos recursos hídricos subterrâneos, assim como incentivam o desenvolvimento de novas pesquisas na área de aqüíferos em centros urbanos. / The objective of this work was to evaluate groundwater recharge (rate, hydraulic parameters and related variables necessary for estimation) in an unconfined aquifer of a highly urbanized area. The study area is composed by two contiguous sub-basins (Gregório creek and Tijuco Preto creek) in córrego do Monjolinho basin, located in São Carlos (Brazil). The total area of these basins is 22.8 Km2 with an estimated impermeabilization coefficient of 72.5%. For this study a permanent monitoring network composed by 20 piezometers was constructed. Data collection was performed during one hydrologic year (February 2004 to January 2005). The recharge rate was estimated by water table fluctuation (WTF), Darcyan approach and water balance. The hydraulic conductivity, used as input in the Darcyan approach, was determined by slug tests performed in each piezometer, ranging from 2.6.10-7 m/s to 6.0.10-5 m/s. The specific yield, which is necessary for the WTF method, was evaluated using Biecinski\'s varying between 0.07 and 0.15. The recharge rate estimated by WTF amounts to 16.4% of the annual precipitation (1596.5 mm) observed in the considered hydrologic year, while the Darcyan approach indicates a rate of 16.3%. The water balance method, based on data obtained from three hydrometeorological stations located inside the watersheds, results in a potential recharge rate of 277.0 mm. This value represents 17.4% of the observed precipitation in the period. The results obtained in this work may be used as support to groundwater resources management in urban area or as reference for future research works in the field.

Região Metropolitana de São Paulo, onde a disponibilidade hídrica foi classificada como \"Crítica\", durante os anos de 2014 e 2015 ocorreu um período de seca que originou a denominada \"crise hídrica\", agravando a situação dos mananciais que abastecem a região. Os estudos sobre mudanças climáticas demonstram não ser um fenômeno isolado e, diante disso, a adoção de tecnologias para reúso de água é essencial para aumentar a disponibilidade hídrica de locais que enfrentam cenários de escassez, como a RMSP. A recarga de aquíferos com efluentes tratados para reúso de água é uma técnica que, se adotada corretamente, pode trazer benefícios como o aumento do volume de água subterrânea disponível para a população. Para estudo da tecnologia, buscou-se como referência as plantas de Shafdan (Israel), Atlantis (África do Sul), Sabadell (Espanha), Adelaide (Austrália), avaliando principalmente os processos de tratamento, métodos de recarga e características qualitativas dos efluentes utilizados para recarga de aquíferos. Foram consultadas as legislações de Estados Unidos e da Espanha sobre o assunto e, com base nestas referências, foram adotados os seguintes requisitos de qualidade do efluente para recarga de aquíferos: sólidos suspensos (35 mg/L), carbono orgânico dissolvido (125,0 mg/L), DBO5,20 (25,0 mg/L), nitrato (25,0 mg/L) e Escherichia coli (1000 UFC/100 mL). A partir dos estudos de caso e das legislações, foi definido que o requisito mínimo de tratamento para recarga é o tratamento terciário para remoção de nitrogênio. Foi avaliada a replicabilidade desta técnica na Região Metropolitana de São Paulo através de comparativos entre os requisitos definidos e as características do efluente e da água de reúso produzida na RMSP em quatro cenários: legislação aplicável ao lançamento de efluentes tratados, características do efluente tratado a nível secundário de uma das ETEs da RMSP, características da água de reúso produzida na RMSP para usos urbanos e características da água de reúso produzida para uso industrial na planta Aquapolo. Verificou-se que atualmente apenas a água de reúso produzida no Aquapolo é submetida a tratamento terciário e atende aos requisitos qualitativos para recarga adotados neste trabalho. O custo de operação de um sistema de produção de água de reúso e recarga de aquíferos foi estimado em US$ 1,41/m³, valor superior à tarifa de água potável comercializada para residências na RMSP, atualmente US$ 0,75/m³. Concluiu-se que há potencial para adoção da tecnologia de recarga de aquíferos com água de reúso na RMSP, visto que há tecnologia disponível para produzir água de reúso na qualidade requerida. Ainda assim, é necessária a avaliação da hidrogeologia local antes de praticar a recarga. Em relação ao custo, o valor da tarifa de água potável vigente é expressivamente menor quando comparado ao valor caso a tecnologia proposta nesse trabalho fosse implantada. Entretanto, deve-se avaliar a importância da adoção de alternativas para disponibilização de água para a população. Ou seja, mesmo que em primeira vista seja mais onerosa, esta técnica é uma oportunidade para obtenção de água para diversos usos em situações de extrema seca, quando o valor da água passa a ser inestimável. / In the São Paulo metropolitan region, where water availability was classified as \"critical\", during the years of 2014 and 2015 there was a period of drought that led to the \"water crisis\", aggravating the situation of the water sources that supply the region. Studies on climate change demonstrate not be an isolated phenomenon and, given this, the adoption of technologies for reuse of water is essential to increase the water availability in areas facing drought situations, like SPMR. The aquifer recharge with treated wastewater to water reuse is a technics that, if properly implemented, can bring benefits as increasing the volume of groundwater available to the population. For the study of the technology, the reference plants were Shafdan (Israel), Atlantis (South Africa), Sabadell (Spain), Adelaide (Australia), survey the treatment processes, recharge methods and qualitative characteristics of effluents to aquifer recharge. The legislation of the United States and Spain was consulted and, based on these references, the following aquifer recharge effluent quality requirements were adopted: suspended solids (35 mg/L), organic solved carbon (125,0 mg/L), BOD5,20 (25,0 mg/L), nitrate (25,0 mg/L) e Escherichia coli (1000 UFC/100 mL). From the case studies and legislation, it was defined that the minimum treatment requirement for recharge is the tertiary treatment for nitrogen removal. The replicability of this technics in the Metropolitan Region of São Paulo was survey through comparisons between the defined requirements and the characteristics of the effluent and the reuse water produced in the RMSP in four scenarios: applicable legislation to treated effluents discharge, effluent characteristics at secondary level treated, reuse water produced in the SPMR for urban uses and characteristics of the reuse water produced for industrial use in Aquapolo. It was verified that currently only the reuse water produced in Aquapolo is subjected to tertiary treatment and meets the qualitative requirements for recharge adopted in this study. The operating cost of a reuse and aquifer recharge water production system was estimated at US$ 1,41 / m³, which is higher than the drinking water tariff traded for residences in the RMSP, currently US$ 0,75 / m³. It was concluded that there is potential for the adoption of recharge water reuse technology in the RMSP, because the technology is available there to produce reuse water in the required quality. Nevertheless, it is necessary to study the local hydrogeology before the recharge. About cost, the value of the current drinking water tariff is significantly lower when compared to the value in case the technology proposed in this work was implemented. However, the importance of adopting alternatives for water availability to the population should be study. That is, even if it is more expensive at first sight, this technique is an opportunity to obtain water for various uses in situations of extreme drought, when the water value becomes inestimable.

Este trabalho visa avaliar a recarga e o sistema de fluxo do aqüífero Guarani com o auxílio de um modelo numérico, aplicado à área delimitada pelas bacias hidrográficas dos rios Jacaré-Guaçú e Jacaré-Pepira (sub-bacias do rio Tietê, na região central do Estado de São Paulo, Brasil). Com este fim, foi estabelecido um modelo conceitual para o sistema de escoamento subterrâneo. Técnicas em SIG foram utilizadas no armazenamento, processamento e análise de dados levantados em intensa revisão bibliográfica, bem como, gerados mapas com as características dimensionais e hidrogeológicas. Os fenômenos hidrológicos mais significativos foram selecionados, resultando na construção do modelo conceitual para estimativa de fluxo e recarga do aqüífero, que possui na área de estudo significativa extensão de afloramento. Foram atribuídas seis zonas de recarga correspondentes a formações e estruturas geológicas que compõem o aqüífero semiconfinado e livre. O modelo foi calibrado pelas vazões de base, obtidas de hidrogramas diários, e pelos níveis estáticos de poços. Uma análise de sensibilidade foi realizada envolvendo os parâmetros de ajuste da calibração. Os resultados mostram existir interação entre as recargas do aqüífero, provenientes das duas bacias, e indicam que o aqüífero essencialmente drena a sua recarga através dos rios. Os fluxos laterais (fluxo subterrâneo entre bacias), a descarga profunda e a explotação por poços representam pequenas saídas em comparação à recarga total, contudo, a ação dos poços apresenta efeitos com alguma tendência regional no entorno dos maiores centros urbanos da área de estudo. A determinação das vazões de base identificou os trechos ao longo dos rios nos quais o aqüífero os carrega e é carregado. Apesar do aqüífero essencialmente abastecer os rios, os trechos nos quais os rios o carregam são significativos e importantes por serem trechos nas quais o aqüífero é potencialmente mais vulnerável. / This work aims to assess the recharge and flow system of the Guarani aquifer with the aid of a numeric model, applied to the area delimited for the hydrographic basins of the rivers Jacaré-Guaçú and Jacaré-Pepira (sub-basin of the Tietê river, in the central region of São Paulo State, Brazil). Thus, a conceptual model for groundwater flow system was established. GIS based tools was used in the storage, processing and analysis of data raised in intense bibliographical revision as well as generated maps with the dimensional and hydrogeologic characteristics. Main hydrologic phenomena were selected, leading to a groundwater conceptual model for evaluation of recharge and groundwater flow, taking into account the significant outcrop region in the study area. The geologic formations and structures were attributed to six corresponding zones of recharge that compose the semi-confined and free aquifer. The model was calibrated by the baseflow from daily hydrograms and by the static level from wells. It was carried out a sensitivity analysis including the calibration parameter set. The results show that there is interaction between aquifer recharge from the two basins and that the aquifer mainly drain its recharge into the rivers. The lateral flows (groundwater flows between basins), the deep discharge and the groundwater exploitation from wells represent small exits in comparison to the total recharge; however, the action of the wells presents effect with some regional trend in the vicinity of the biggest urban centers of the study area. The determination of the baseflows identified the stretches to long of the rivers in which the aquifer loads and is loaded. Despite the aquifer essentially supplying the rivers, the stretches in which the rivers load it are significant and important for being stretches in which the aquifer is potentially more vulnerable.

As plantações florestais, historicamente, estão associada a intensos debates sobre o seu impacto na dinâmica da água do solo ou subterrânea. Nesse contexto, este trabalho buscou avaliar os possíveis impactos da mudança de cobertura do solo, de pastagem para eucalipto, sobre o aquífero freático em zona de afloramento do Sistema Aquífero Guarani. A área de pesquisa está localizada na bacia do Ribeirão da Onça, situada no município de Brotas, no centro-leste do Estado de São Paulo. Essa é monitorada desde 2004. Foram utilizados dois métodos para avaliar o impacto da mudança de uso do solo, o método iWTF e o método de Darcy. A partir desses métodos, estimou-se as taxas de recarga subterrânea, fluxo lateral, variação de armazenamento e percolação profunda. Além disso foram obtidas a variação do nível freático, espessura saturada e gradiente hidráulico horizontal para o aquífero na área de estudo. Durante os anos hidrológicos de 2005 a 2011, a recarga direta variou de 255 e 876 mm (iWTF), equivalente a 21% e 51% da precipitação anual correspondente. Após 2011, com a mudança de cobertura do solo de pastagem para eucalipto, não obstante os anos hidrológicos de 2012 e 2013 apresentarem precipitação próxima da média de longo período, a recarga direta foi estimada em cerca de 210 mm (2012) e 147 mm (2013), equivalentes a 13% e 10% da precipitação anual. A diminuição na recarga direta levou à redução da espessura saturada, variação do nível freático, gradiente hidráulico horizontal, fluxo lateral e armazenamento anual. Além disso, pode-se perceber que a plantação florestal está exercendo influência sobre a área de pastagem adjacente à plantação. Tem-se observado essa influência através da existência de fluxo transversal em direção à plantação florestal, o qual tem elevado o armazenamento no período de estiagem. Os resultados indicam que a plantação de eucalipto afetou significativamente o comportamento sazonal e anual do balanço hídrico na área de estudo. / Historically forest plantations are associated with intense debate about its impact on soil water dynamics or groundwater. Thus, the objective of this study was to evaluate the potential impacts of land cover change of pasture to eucalyptus on the groundwater in an outcrop zone of the Guarani Aquifer System. The study area is located in the Ribeirão da Onça watershed, located in the municipality of Brotas, in the center-east of the state of São Paulo. To assess the impact of land cover change, I used two methods: i. iWTF and ii. Darcy. From these methods, we estimated groundwater recharge rates, lateral flow, water storage variation and deep percolation. Furthermore, I obtained the water table variation, saturated thickness and horizontal hydraulic gradient into the aquifer in the study area. During the hydrological years 2005-2011, the direct recharge through the results of iWTF method varied between 256 and 876 mm, equivalent to 21% and 51% of the corresponding annual precipitation. After 2011, with the land cover change of pasture to eucalyptus, the direct recharge was computed at about 210 mm (2012) and 147 mm (2013), equivalent to 13% and 10% of the annual precipitation. I did not find significant difference in the annual precipitation in these years compared to the historical mean. Therefore, my findings have shown that the decrease of direct recharge are associated to the land cover change of pasture to eucalypts. The decrease in direct recharge leads to the reduction of saturated thickness, the water level variation, horizontal hydraulic gradient, lateral flow and annual storage. Moreover, it can be seen that the forest plantation has influenced the pasture area, adjacent to the plantation. It has been observed that influence through the existence of cross flow toward the forest plantation, which has high storage, especially in the dry season. The results indicate that the eucalyptus plantation significantly affected the seasonal and annual behavior of the water balance in the study area.

A engenharia hidrológica visa quantificar os parâmetros que envolvem um balanço híbrido. Nesse domínio, a avaliação da taxa de recarga de aqüíferos subterrâneos torna-se relevante, devido ao uso indiscriminado desse recurso híbrido. Com o auxílio de um lisímetro e a aplicação de conceitos teóricos da infiltração, estimou-se a taxa de recarga potencial do Aqüífero Guarani para a região de São Carlos. O lisímetro, instalado na Estação Hidrometereológica do CRHEA, possui uma área de exposição de 3,6 m2 e profundidade de 1,50 m. Para a coleta do volume infiltrado utilizou-se um sistema de drenagem, com destino em um tanque coletor graduado. O lisímetro foi preenchido com solo da zona de afloramento do Aqüífero Guarani (solo arenoso). Houve monitoramento de umidade do solo, dentro do lisímetro e em campo aberto, nas proximidades do local de retirada do solo. Coletaram-se dados de infiltração no período de janeiro de 2002 a janeiro de 2003. A taxa de recarga direta potencial foi estimada em 55,6% da precipitação, para o período em estudo. Análises do comportamento da água no solo demonstraram que a recarga em aqüíferos subterrâneos ocorre somente em períodos de chuva (novembro a março). Para o período seco (abril a outubro) as precipitações esparsas não são suficientes para suprir a deficiência de umidade do solo. O trabalho permitiu, ainda, concluir que os métodos teóricos para estimar evapotranspiração potencial não são adequados em regiões caracterizadas por períodos secos e chuvosos. / Hydrologic Engineering quantifies the parameters involving water balance. Thus, the evaluation of aquifers recharge rates is considered a relevant matter due to the uncontrolled use of this type of water resource. The potential recharge rate of Guarani Aquifer for São Carlos area was estimated based on data measured on lysimeter and through the analysis of theoretical infiltration concepts. The lysimeter, assembled at the Hydrometereological Station of CRHEA, is 1.50 m deep and has 3.6 m2 of exposure area. A drainage was used to collect the infiltrated volume, leading it to a graduate collection tank. The lysimeter was filled with soil from the recharge zone of Guarani Aquifer (sandy soil). Soil humidity was monitored inside the lysimeter and at open field, around the area from where the soil was extracted. Infiltration data was recorded between January 2002 and January 2003. Potential direct recharge rate was calculated to 55.6% of the precipitation, for the studied period. Analyses of water behavior in the soil have shown that aquifers recharge occurs only in rainy periods (from november to march). Throughout the droughts (from april to october), sparse precipitations are not enough to compensate the humidity deficiency in the soil. It was also possible to conclude that the theoretical methods for estimation of potential evapotranspiration are not suitable for regions characterized by droughts and rainy periods.

Orientador: Didier Gastmans / Resumo: A compreensão dos processos de geração de escoamento nos rios torna necessário o entendimento das interações existentes entre as águas superficiais e subterrâneas, identificando a importância do fluxo de base (FB), e consequentemente dos processos de recarga, para as estimativas de balanço hídrico. A recarga representa a entrada da água na zona saturada e o FB representa a fração do escoamento produto da conexão entre o canal e o aquífero. Em épocas de estiagem a água subterrânea é considerada como a principal componente do FB, e em regiões úmidas é possível se associar a recarga com o FB. No presente estudo foram realizadas as estimativas do FB para 17 sub-bacias localizadas na bacia do rio Atrato (Colômbia). A partir da análise do comportamento temporal da descarga, e considerando o Q90 como parâmetro comparativo do FB, foi identificada uma estreita relação com as variáveis fisiográficas. As bacias com Q90 entre 5,3 e 10,0 mm/dia correspondem as menores declividades médias no curso do rio e Q90 inferiores (1,0 e 5,2 mm/dia) correspondem as maiores declividades. Não foi identificada uma correlação forte entre o FB e a litologia, a partir do qual ressalta-se a importância de categorizar as unidades hidrogeológicas de uma maneira mais detalhada. Posteriormente, foi realizada uma análise de recessão, que definiu a recessão característica (12,8<K[dia]<28,0) e o coeficiente de recessão das bacias (0,92<c<0,96), e consequentemente a separação do hidrograma implementando os seguint... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Comprehension about runoff generation process in rivers becomes necessary to understand interactions between surface and groundwater, identifying the importance of base flow (BF) and recharge processes in water balance applications. Recharge represents the water entrance into the saturated zone and the BF shows the fraction of the runoff result from the connection between the river and the aquifer. On dry periods groundwater is the main component of the BF, which in wet regions is associated with the recharge. In this study, the BFs were estimated for the 17 subbasins, located in the Atrato River basin (Colombia). Through the analysis of the temporal behavior of the river discharge and considering the Q90 as a comparative parameter of the BF, a close relationship between the Q90 and the physical variables was identified. Basins with Q90 between 5.3 and 10.0 mm/day correspond to rivers with higher slopes and lower Q90 (between 1.0 and 5.2 mm/day) correspond to basins with lower river slopes. A correlation between BF and lithology was not identified, which proves the importance of the detailed classification of the hydrogeological units. Subsequently, a recession analysis was performed, which allowed for the definition of the characteristic recession (12.8<K[day]<28.0) and the recession coefficient of the basins (0.92<c<0.96). Finally, the separation of hydrographs was done using the flowing digital filters: Lyne and Hollick filter (FLH), Chapman and Maxwell filter (FCM), Eckha... (Complete abstract click electronic access below) / Resumen: La comprensión de los procesos de generación de escorrentía en los ríos hace necesario el entendimiento de las interacciones existentes entre las aguas superficiales y subterráneas, identificando la importancia del flujo base (FB) y de los procesos de recarga en aplicaciones de balance hídrico. La recarga representa la entrada de agua en la zona saturada y el FB representa la fracción de la escorrentía producto de la conexión con el acuífero. En periodos secos el agua subterránea es la principal componente del FB, que en regiones húmedas es asociado con la recarga. En este estudio fueron estimados los FB para 17 subcuencas, ubicadas dentro de la cuenca del río Atrato (Colombia). A partir del análisis del comportamiento temporal de la descarga del río y considerando el Q90 como parámetro comparativo del FB, fue identificada la estrecha relación entre el Q90 y las variables físicas. Cuencas con Q90 entre 5,3 y 10,0 mm/día corresponden a ríos con mayores pendientes y Q90 inferiores (entre 1,0 y 5,2 mm/día) corresponden a cuencas con menores pendientes del río. No fue identificada una correlación entre o FB y la litología, por lo que se resalta la importancia de una clasificación detallada de las unidades hidrogeológicas. A continuación, fue realizado un análisis de recesión, que permitió la definición de la recesión característica (12,8 <K[día] < 28,0) y el coeficiente de recesión de las cuencas (0,92 <c< 0,96), y posteriormente la separación del hidrograma usando los siguientes... (Resumen completo clicar acceso eletrônico abajo) / Mestre

Geólogo / El presente trabajo corresponde a un análisis de la factibilidad de realizar un proyecto de recarga gestionada en la cuenca del río Cachapoal, con el objetivo de definir el sector ideal para su implementación, y si el proyecto es económicamente rentable. En la primera parte de este estudio, se detallan las características geológicas e hídricas de la cuenca del río Cachapoal y del acuífero Cachapoal. Las características analizadas fueron las siguientes: las cotas del terreno, los niveles estáticos, el espesor del acuífero, el espesor no saturado, la dirección del flujo subterráneo, las constantes elásticas, los caudales de los flujos superficiales, las recargas y descargas del acuífero (balance de masas) y la calidad del agua. En una segunda instancia, se definió un sector idóneo para implementar el proyecto de recarga gestionada, el cual corresponde a los alrededores de la ciudad de Rancagua. Este sector se determinó en función de las características de la cuenca y del acuífero del río Cachapoal, anteriormente definidas. En el caso de los niveles estáticos, en este sector se ubican las mayores profundidades, alcanzando los 100 m.b.n.s, lo que permite que este sector pueda almacenar grandes volúmenes de agua. A su vez, esta zona presenta el mayor espesor no saturado, además de constantes elásticas ideales para la implementación de un proyecto de esta índole. Posteriormente se evaluó económicamente el proyecto. Esta se realizó en función de tres opciones de implementación del proyecto de recarga gestionada, los cuales presentan variaciones principalmente en las cantidades de pozos y zanjas de infiltración a ocupar en cada una de ellas. Estas evaluaciones económicas constan de las inversiones requeridas y de los costos e ingresos anuales que se generan. En base a esto, se calculó el a VAN a 5 años para cada una de estas opciones. Finalmente se analizan las consecuencias de implementar este proyecto en esta zona. Y se indican algunas recomendaciones a tomar si se desea realizar el proyecto.